[论文解读] The Palermo Swift-BAT hard X-ray catalogue III. Results after 54 months of sky survey

G. Cusumano, V. La Parola+11 more|arXiv (Cornell University)|Sep 2, 2010

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 12被引用 121

一句话总结

本论文发布了基于54个月巡天数据的第二版帕勒莫Swift-BAT硬X射线源表，覆盖15–150 keV能量 band，识别出1,256个显著性高于4.8σ的源。该表实现50%的天球覆盖度，通量极限为|b|<10°时为1.0×10⁻¹¹ erg cm⁻² s⁻¹，|b|>10°时为9.2×10⁻¹² erg cm⁻² s⁻¹，其中86%的源具有对应体，包括57%的河外源、19%的银河系源和10%的未分类源；与Fermi-LAT源的59个对应关系揭示了高能天体中截然不同的源群体。

ABSTRACT

We present the Second Palermo Swift-BAT hard X-ray catalogue obtained by analysing data acquired in the first 54 months of the Swift mission. Using our software dedicated to the analysis of data from coded mask telescopes, we analysed the BAT survey data in three energy bands (15-30 keV, 15-70 keV, 15-150 keV), obtaining a list of 1256 detections above a significance threshold of 4.8 standard deviations. The identification of the source counterparts is pursued using two strategies: the analysis of field observations of soft X-ray instruments and cross-correlation of our catalogue with source databases.The survey covers 50% of the sky to a 15--150 keV flux limit of 1.0 x 10^-11 erg s^-1 cm^-2 and 9.2 x 10^-12 erg s^-1 cm^-2 for |b|&lt; 10 degrees and |b|&gt; 10 degrees, respectively. The Second Palermo Swift-BAT hard X-ray catalogue includes 1079 (86%) hard X-ray sources with an associated counterpart (26 with a double association and 2 with a triple association) and 177 BAT excesses (14%) that still lack a counterpart. The distribution of the BAT sources among the different object classes consists of 19% Galactic sources, 57% extragalactic sources, and 10% sources with a counterpart at softer energies whose nature has not yet been determined. About half of the BAT associated sources lack a counterpart in the ROSAT catalogues. This suggests that either moderate or strong absorption may be preventing their detection in the ROSAT energy band. The comparison of our BAT catalogue with the Fermi Large Area Telescope First Source Catalogue identifies 59 BAT/Fermi correspondences: 48 blazars, 3 Seyfert galaxies, 1 interacting galaxy, 3 high mass X-ray binaries, and 4 pulsars/supernova remnants. This small number of correspondences indicates that different populations make the sky shine in these two different energy bands.

研究动机与目标

• 基于54个月的Swift-BAT巡天数据，生成一份全面的硬X射线源表。
• 通过多波段交叉相关和软X射线后续观测，为BAT源识别对应体。
• 表征银河系与河外源群体在硬X射线源中的分布特征。
• 将BAT源表与Fermi-LAT第一源表进行比较，评估高能天区发射源群体的差异。
• 量化在ROSAT中缺乏对应体的源比例，并评估吸收在X射线探测中的作用。

提出的方法

• 分析54个月的Swift-BAT探测器平面直方图（DPH）数据，时间分辨率为5分钟，能量通道共80个。
• 应用定制化软件流水线处理编码孔径望远镜数据，完成筛选、拼接和源检测。
• 在三个能量波段（15–30 keV、15–70 keV、15–150 keV）中进行源检测，显著性阈值为4.8σ。
• 通过与现有源数据库（如ROSAT、Fermi-LAT）的交叉相关，以及软X射线后续观测，实现对应体关联。
• 按银河系纬度（|b|<5°或>5°）、显著性波段和识别策略（如Y表示已知源，I表示INTEGRAL探测）对源进行标记。
• 在已知红移的前提下，按对应体计算光度，通量以10⁻¹¹ erg cm⁻² s⁻¹为单位报告。

实验结果

研究问题

• RQ1 在54个月运行后，Swift-BAT巡天的源密度和天球覆盖度如何？
• RQ2 有多少BAT源在软X射线或其他多波段巡天中具有对应体，其分类为何？
• RQ3 为何约一半的BAT关联源在ROSAT目录中缺乏对应体，这又对吸收效应意味着什么？
• RQ4 BAT源表与Fermi-LAT第一源表之间存在多少对应关系，这些关系揭示了硬X射线与γ射线源群体的何种特征？
• RQ5 BAT源中未关联（过剩）的比例是多少，其未识别的原因可能是什么？

主要发现

• 该巡天覆盖50%的天球，15–150 keV通量极限为|b|<10°时为1.0×10⁻¹¹ erg cm⁻² s⁻¹，|b|>10°时为9.2×10⁻¹² erg cm⁻² s⁻¹。
• 源表共包含1,256个源，其中1,079个（86%）具有对应体，包括26个双对应和2个三重对应。
• 177个未关联的BAT过剩源（占14%）中，许多可能由于中等至强吸收，导致在较软X射线波段无法被探测。
• 河外源占主导地位（约57%），其次为银河系源（约19%），尽管有对应体，仍有约10%未分类。
• 与Fermi-LAT第一源表共发现59个对应关系：48个耀星系、3个赛弗特星系、1个相互作用星系、3个大质量X射线双星系统，以及4个脉冲星/超新星遗迹。
• Fermi对应关系数量较少，表明主导硬X射线与γ射线天空的天体物理群体存在显著差异。